CN220305716U - 一种高性能计算机板卡 - Google Patents
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Abstract
一种高性能计算机板卡，包括飞腾处理器、PCIE桥片、IO扩展芯片和千兆以太网芯片，所述飞腾处理器的CPU的一路PCIE X16接口通过PCIE桥片扩展出至少四路PCIE接口，包括一路PCIE X8接口和两路PCIE X4接口；所述PCIE X8接口连接XMC连接器，两路PCIE X4接口分别连接IO扩展芯片和千兆以太网芯片，本实用新型一方面芯片数量少，成本低，而且在芯片数量少的基础之上，也能实现各种功能，而且国产化程度高，信息安全性高；另一方面，能够让系统的性能得到更充分的发挥，且大大提高集成度。
Description
技术领域
本实用新型涉及计算机硬件技术领域，特别是一种高性能计算机板卡。
背景技术
在过去数十年中，计算机主板的核心技术基本被美国、德国等近乎垄断，国内厂商为了绕开技术壁垒，也开始不断研发自有的计算机中央处理器以及配套的计算机主板。在这一大背景环境下，国内市场上出现的国有计算机主板种类开始增多。
目前基于飞腾FT-1500A、FT-2000/4以及锐腾D2000系列处理器的计算机主板，一方面，板卡上涉及芯片众多，以实现不同功能，导致价格高；且PCIE接口众多时，需要考虑如何排布问题，一旦分布不恰当，会导致集成度低，且不能让系统的性能得到更充分的发挥；另一方面，大多搭配进口的图形处理器，国产化程度低，信息安全得不到保障。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种成本低，国产化程度高，集成度高的高性能计算机板卡。
本实用新型的技术方案是：
一种高性能计算机板卡，包括飞腾处理器、PCIE桥片、IO扩展芯片和千兆以太网芯片；所述飞腾处理器的CPU 的一路PCIE X16接口通过PCIE桥片扩展出至少四路PCIE接口，包括一路PCIE X8接口和两路PCIE X4接口；所述PCIE X8接口连接XMC连接器，两路PCIE X4接口分别连接IO扩展芯片和千兆以太网芯片。
进一步，所述CPU采用D2000-8八核工业级处理器。
进一步，所述飞腾处理器的CPU还包括另外的两路PCIE X16接口，或者PCIE X16接口拆分成两个PCIE X8接口；该两路PCIE X16接口中，一路PCIE X16接口直接与背板电连接，另一路PCIE X16接口经PCIE桥片扩展后与背板电连接。
进一步，所述CPU的一路PCIE X1插槽中插入有用于扩展存储容量的M.2电子盘，CPU的内存颗粒为16GB的DDR4颗粒。
进一步，所述CPU连接CPLD，CPLD的输出端连接面板指示灯。
进一步，所述CPU连接图形处理器芯片，型号为凌久GP101，图形处理器芯片上预留有VGA接口，图形处理器芯片通过一DVI接口与前面板电连接，通过另一DVI接口与背板电连接。
进一步，所述IO扩展芯片的型号为ZX-200，包括多个USB扩展接口USB2.0和USB3.0，其中一个USB2.0接口经USB转串口连接线与背板电连接，部分USB2.0接口和USB3.0接口直接与背板电连接，还有部分USB3.0接口则与前面板电连接；IO扩展芯片还包括多个SATA接口，其中一个SATA接口连接嵌入式固态硬盘，其余的SATA接口则与背板电连接。
进一步，所述CPU的IIC接口通过IIC总线连接电压电流采集模块。
进一步，所述千兆以太网网络适配器的型号为WX1860，分出两路千兆网接口与前面板电连接；所述PCIE桥片的型号采用PEX8750。
进一步，所述前面板是用户与程序交流的窗口，上面设有用户输入和显示输出两类对象，包括面板指示灯、DVI接口、调试串口、USB接口和千兆网接口。通过指示灯用于查看记录板卡的工作状态，通过DVI接口用于进行音视频传输；通过调试串口用于对CPU进行调试；通过USB接口用于访问板卡的操作系统；通过千兆网接口用于实现网络连接。
本实用新型的有益效果：
（1）通过以国产飞腾D2000-8作为处理器，只需搭配PCIE桥片、IO扩展芯片ZX-200、图形处理器芯片GP101、CPLD就可以支持1路XMC连接器接口（外接XMC万兆网卡），支持4路SATA 3.0接口，传输速率6Gbps，并兼容SATA 2.0和SATA 1.0传输；支持2路DVI信号输出，支持双屏同显；具备丰富的PCIE接口：二路PCIEX16和二路PCIE X1；具备丰富的USB接口：4路USB3.0（5Gbps）和5路USB2.0(480Mbps）；支持2路千兆网接口；支持2路三线RS232 COM口和2路三线TTL 串口（其中1路为TTL调试串口），支持1路标准IIC接口，芯片数量少，成本低，而且在芯片数量少的基础之上，也能实现上述各种功能。
（2）图形处理器芯片采用GP101作为图形处理器，国产化程度高，信息安全性高。
（3）通过PCIE桥片将CPU 的一路PCIE X16接口扩展出至少四路PCIE接口，包括一路PCIE X8接口和两路PCIE X4接口，分别连接XMC连接器、IO扩展芯片和千兆以太网芯片，排布紧凑，能够将16通道的PCIE接口细分成8通道和两个四通道的PCIE接口，以连接不同的设备，实现不同的功能，从而不会浪费16通道的性能，以提供合适的通道来连接合适的器件，让系统的性能得到更充分的发挥，实现一口三用的效果，且大大提高集成度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的板卡原理示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示：一种高性能计算机板卡，包括飞腾处理器、PCIE桥片和IO扩展芯片。其中，飞腾处理器的CPU采用D2000-8八核工业级处理器，主频2.0GHz。
本实施例中，CPU上具备丰富的PCIE接口，本实施例具体在D2000-8处理器上配置49个PCIE接口，包括两路PCIE X16接口，其中两路PCIE X16接口也可分别拆分成2个PCIEX8接口。PCIE桥片用于将CPU上的一路PCIE X16接口扩展出4路CIE接口，分别是一路PCIEX8接口和两路PCIE X4接口。其中，PCIE X8接口连接XMC连接器，两路PCIE X4接口分别连接IO扩展芯片和千兆以太网网络适配器。第二路PCIEX16接口则直接从CPU连接至机箱背板的外部接口P2位置处，或者是拆分成两路X8的接口连接至P2位置处。第二路PCIE X16接口则经PCIE桥片扩展出一路PCIE X16接口连接至背板的外部接口P1位置处。还有一路PCIE X1插槽中则插入有M.2电子盘，用于扩展存储容量。CPU的内存颗粒为16GB的DDR4颗粒。优选地，PCIE桥片的型号为PEX8750。
本实施例中，IO扩展芯片的型号优选为ZX-200，是国产自主创新研发的新一代、高性能IO扩展芯片，最多支持9通道PCIE2.0传输，11个USB扩展接口和4个SATA接口。其中，本实施例的IO扩展芯片ZX-200的USB扩展接口包括10个USB接口，分别是六个USB2.0接口和四个USB3.0接口，其中一个USB2.0接口经USB转串口连接线连接至背板的外部接口，另外五个USB2.0接口和两个USB3.0接口与背板相对应的外部接口相连，还有两个USB3.0接口则与机箱的前面板电连接。4个SATA接口中，一个SATA接口连接嵌入式固态硬盘，另外三个SATA接口则与背板相对应的外部接口相连。
本实施例中，千兆以太网网络适配器的型号为WX1860，分出两路千兆网接口，两路千兆网接口与前面板电连接。
本实施例中，CPU还连接CPLD，用于电平转换和控制整机设备的上电时序。CPLD的输出端连接面板指示灯，前面板上指示灯的驱动信息通过总线发送到CPLD上，由CPLD内部的串并转换电路转换为并行驱动信号，驱动面板指示灯控制信号。
本实施例中，CPU还连接图形处理器芯片，型号为国产芯片凌久GP101，图形处理器芯片GP101上预留有VGA接口，便于仿真和验证；图形处理器芯片GP101通过一DVI接口与前面板电连接，通过另一DVI接口与背板的外部接口连接。
本实施例中，CPU的IIC接口通过IIC总线连接电压电流采集模块，用于监控CPU的电压和电流信号。
本实施例中，CPU上设有四个通用异步收发传输接口UART，一个UART的调试串口与前面板电连接；另外三个UART则经过RS232连接至背板相应的外部接口上。
本实施例中，前面板是用户与程序交流的窗口，上面设有用户输入和显示输出两类对象，具体表现为面板指示灯、DVI接口、调试串口、USB接口和千兆网接口等。本实施例的前面板具体设有面板指示灯、调试串口、两个USB3.0接口、两路千兆网以及一路DVI双屏同显接口。通过指示灯可以查看记录板卡的工作状态，通过DVI接口可以进行音视频传输；通过调试串口方便对CPU进行调试；通过USB接口可以访问板卡操作系统；通过千兆网接口可以实现网络连接。
可以说，本实施例的飞腾处理器D2000-8所形成的计算机板卡支持1路XMC连接器接口（外接XMC万兆网卡），支持4路SATA 3.0接口，传输速率6Gbps，并兼容SATA 2.0和SATA1.0传输；板载工业级2D独立显卡，支持2路DVI信号输出，支持双屏同显（前面板1路，背板1路）；具备丰富的PCIE接口：三路PCIEX16和一路PCIE X1；具备丰富的USB接口：前面板2路USB3.0（5Gbps），背板2路USB3.0（5Gbps）,5路USB2.0(480Mbps）；支持2路千兆网接口（前面板）；支持2路三线RS232 COM口和2路三线TTL 串口（其中1路为TTL调试串口），支持1路标准IIC接口。
综上所述，本实用新型的计算机板卡是基于飞腾D2000-8八核处理器设计的一款符合VPX接口定义的高性能密集计算板卡，采用标准6U-4HP（233.35x160x20.32mm）尺寸设计。板载国产DDR4+ECC（16GB+2GB）内存颗粒，板载独立显卡，支持两路DVI双屏显示输出。是一款国产自主可控、集高性能、低功耗、高可靠于一体的高密集成度VPX计算机/嵌入式核心板卡，可广泛应用于国防、政府、科研、通信等领域。用户可以基于D2000-8 6U-VPX高性能密集计算板卡，进行计算机系统，通信系统，终端办公系统的二次设计，具有应用灵活性、快捷性、强固性、高性价比等优势。
Claims (10)
1.一种高性能计算机板卡，其特征在于，包括飞腾处理器、PCIE桥片、IO扩展芯片和千兆以太网芯片；所述飞腾处理器的CPU 的一路PCIE X16接口通过PCIE桥片扩展出至少四路PCIE接口，包括一路PCIE X8接口和两路PCIE X4接口；所述PCIE X8接口连接XMC连接器，两路PCIE X4接口分别连接IO扩展芯片和千兆以太网芯片。
2.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述CPU采用D2000-8八核工业级处理器。
3. 根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述飞腾处理器的CPU还包括另外的两路PCIE X16接口，或者PCIE X16接口拆分成两个PCIE X8接口；该两路PCIE X16接口中，一路PCIE X16接口直接与背板电连接，另一路PCIE X16接口经PCIE桥片扩展后与背板电连接。
4. 根据权利要求2所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述CPU的一路PCIE X1插槽中插入有用于扩展存储容量的M.2电子盘，CPU的内存颗粒为16GB的DDR4颗粒。
5.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述CPU连接CPLD，CPLD的输出端连接面板指示灯。
6.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述CPU连接图形处理器芯片，型号为凌久GP101，图形处理器芯片上预留有VGA接口，图形处理器芯片通过一DVI接口与前面板电连接，通过另一DVI接口与背板电连接。
7.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述IO扩展芯片的型号为ZX-200，包括多个USB扩展接口USB2.0和USB3.0，其中一个USB2.0接口经USB转串口连接线与背板电连接，部分USB2.0接口和USB3.0接口直接与背板电连接，还有部分USB3.0接口则与前面板电连接；IO扩展芯片还包括多个SATA接口，其中一个SATA接口连接嵌入式固态硬盘，其余的SATA接口则与背板电连接。
8.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述CPU的IIC接口通过IIC总线连接电压电流采集模块。
9.根据权利要求1所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述千兆以太网芯片的型号为WX1860，分出两路千兆网接口与前面板电连接；所述PCIE桥片的型号采用PEX8750。
10.根据权利要求6或7或9所述的高性能计算机板卡，其特征在于，所述前面板是用户与程序交流的窗口，上面设有用户输入和显示输出两类对象，包括面板指示灯、DVI接口、调试串口、USB接口和千兆网接口；通过指示灯用于查看记录板卡的工作状态，通过DVI接口用于进行音视频传输；通过调试串口用于对CPU进行调试；通过USB接口用于访问板卡的操作系统；通过千兆网接口用于实现网络连接。
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